土壤水分是維持森林生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)的重要因子,降水作為土壤水分最主要的補(bǔ)給來(lái)源,定量認(rèn)識(shí)兩者的關(guān)系對(duì)深入了解土壤水分入滲及產(chǎn)流匯流等生態(tài)水文效應(yīng)和區(qū)域水平衡至關(guān)重要.該文采用時(shí)間序列法分析了2018年—2019年三峽山地大老嶺林區(qū)典型小流域土壤含水量和降水之間的相關(guān)關(guān)系,結(jié)果表明:1)研究區(qū)降水過(guò)程無(wú)顯著自相關(guān)性,而土壤含水量呈現(xiàn)高度自相關(guān)性,且隨時(shí)間尺度縮小不斷增強(qiáng);2)降水量與土壤水分含量同消同漲,兩者之間存在協(xié)相關(guān)關(guān)系,月尺度上土壤含水量與降水相關(guān)性較弱,日尺度上二者相關(guān)性呈明顯的"單鋒型",小時(shí)尺度上降水序列和土壤水分序列相關(guān)性在降雨事件發(fā)生后2～4 h最顯著;降雨72 h后,各深度土層相關(guān)系數(shù)差異明顯減小.3)在不同時(shí)間尺度下,不同深度土層土壤含水量與降水的協(xié)相關(guān)性變化趨勢(shì)表現(xiàn)出較強(qiáng)的一致性,隨土壤深度增加,土壤含水量與降水的相關(guān)性降低,且水分變化對(duì)降雨滯后性增加.4)不同坡位土壤水分與降水的協(xié)相關(guān)性差異顯著.坡下土壤含水量對(duì)降水的響應(yīng)強(qiáng)烈,而坡上兩者相關(guān)系數(shù)偏低.5)土壤水分序列與降水序列協(xié)相關(guān)性在不同時(shí)間尺度有所差異,小時(shí)尺度和天尺度兩者協(xié)相關(guān)性較為顯著且均隨著時(shí)間推移呈先... 

【文章來(lái)源】：華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,54(04)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

研究區(qū)位置與小流域地形

由日尺度上降水序列與土壤水分序列的協(xié)相關(guān)性(圖4)分析可知,兩者在剖面上協(xié)相關(guān)性動(dòng)態(tài)變化表現(xiàn)出很好的一致性和層次性.其中,一致性表現(xiàn)為土壤含水量與當(dāng)日降水量相關(guān)性偏弱,而在雨后1 d達(dá)到峰值,之后隨滯后時(shí)間h增大,兩者相關(guān)性呈遞減趨勢(shì).對(duì)于層次性而言,可以將整個(gè)土壤剖面分為淺層土壤和深層土壤兩部分,層間差異顯著.淺層土壤(0～20 cm)對(duì)降水響應(yīng)的即時(shí)性強(qiáng),與降水的相關(guān)性呈“雙峰”型,表現(xiàn)為明顯的波峰與波谷交替變化過(guò)程,日內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)主要的峰值,其中,最大響應(yīng)時(shí)間為雨后1 d,并在雨后5～7 d 時(shí)達(dá)到次高值,期間一直保持顯著水平.深層土壤(20～80 cm)隨滯后時(shí)間h延長(zhǎng),相關(guān)性逐漸增大,峰值出現(xiàn)在雨后第6 d,隨后呈持續(xù)衰減趨勢(shì).圖3 逐月尺度4個(gè)點(diǎn)位不同深度土層含水量與降水協(xié)相關(guān)系數(shù)

圖2 降水的自相關(guān)關(guān)系(日尺度)及土壤水分在不同時(shí)間尺度下的自相關(guān)關(guān)系由小時(shí)尺度上降水序列與土壤水分序列的協(xié)相關(guān)性(圖5)可知,土壤水分序列與降水序列波動(dòng)變化協(xié)同且具有明顯的滯后效應(yīng),但淺層和深層土壤含水量與降水相關(guān)性差異顯著.其中,總體趨勢(shì)表現(xiàn)為降水序列和土壤水分序列的相關(guān)系數(shù)最大為滯后2～4 h,相關(guān)性最顯著;當(dāng)滯后72 h后,各土壤層與降水之間的相關(guān)系數(shù)差異明顯減小,說(shuō)明降水對(duì)土壤水分在三天內(nèi)的影響最為明顯.淺層(0～20 cm)土壤水分與降水協(xié)相關(guān)性顯著,滯后時(shí)間距h=10時(shí)相關(guān)性最大,隨后呈遞減趨勢(shì);深層土壤(20～80 cm)兩者相關(guān)性在降水初期相對(duì)較弱,隨著滯后時(shí)距增大,相關(guān)性呈遞增趨勢(shì),當(dāng)滯后時(shí)距h=72左右時(shí),達(dá)到最大相關(guān)水平.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]流域多尺度土壤水分監(jiān)測(cè)與模擬研究進(jìn)展[J]. 朱青,廖凱華,賴曉明,劉亞,呂立剛.  地理科學(xué)進(jìn)展. 2019(08)
[2]甘肅涇川中溝小流域不同坡位刺槐人工林土壤水分特征[J]. 張曉梅,邸利,史再軍,費(fèi)俊娥,王正安.  干旱區(qū)研究. 2019(05)
[3]三峽山地不同類型植被和坡位對(duì)土壤水文功能的影響[J]. 婁淑蘭,劉目興,易軍,張海林,李向富,楊葉,王秋月,黃建武.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(13)
[4]柏木低效林5種改造措施對(duì)土壤動(dòng)物和土壤理化性質(zhì)的影響[J]. 鐵烈華,白文玉,馮茂松,吳韜,李文兵,韓東苗.  應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào). 2019(05)
[5]森林生態(tài)系統(tǒng)水文調(diào)節(jié)功能及機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 韓春,陳寧,孫杉,趙長(zhǎng)明.  生態(tài)學(xué)雜志. 2019(07)
[6]三峽山地不同垂直帶土壤層的水文功能及其影響因子[J]. 李向富,劉目興,易軍,吳四平,楊葉,婁淑蘭.  長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境. 2018(08)
[7]六盤(pán)山南側(cè)不同坡位華北落葉松人工林樹(shù)干液流特征及其環(huán)境影響因子[J]. 王云霓,曹恭祥,王彥輝,徐麗宏,劉永宏,王曉江.  生態(tài)學(xué)雜志. 2018(07)
[8]基于修正的Gash模型模擬中亞熱帶常綠闊葉林降雨截留過(guò)程[J]. 曹光秀,趙洋毅,段旭,薛楊.  水土保持學(xué)報(bào). 2018(02)
[9]森林生態(tài)水文研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 郭冬杰.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2018(08)
[10]三峽山地土壤水分特征曲線及模型擬合[J]. 牛曉彤,劉目興,易軍,吳四平,張君,楊燕.  灌溉排水學(xué)報(bào). 2017(09)

博士論文
[1]三峽庫(kù)區(qū)紫色砂巖地主要森林類型水文效應(yīng)研究[D]. 李婧.北京林業(yè)大學(xué) 2012
[2]湖北大老嶺落葉闊葉林群落結(jié)構(gòu)和植物性系統(tǒng)多樣性研究[D]. 龍茹.北京林業(yè)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]三峽山地不同植被覆蓋下的土壤結(jié)構(gòu)與水分特征研究[D]. 牛曉彤.華中師范大學(xué) 2017
[2]坡面尺度土壤水分空間異質(zhì)性特征及其與地形因子的關(guān)系[D]. 吳維臻.蘭州大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3602234